[发明专利]一种用于材料挤出成形的多功能3D打印头及其使用方法

说明书

一种用于材料挤出成形的多功能3D打印头及使用方法，多功能3D打印头包括连接在固定件上的3D打印送料喷头，和3D打印送料喷头的喷嘴进行配合打印的激光器固定在固定件上，和3D打印送料喷头的喷嘴进行配合打印的热滚压筒通过连接件固定在固定件上；热滚压筒包括热滚压筒中心轴，热滚压筒中心轴一端通过两个小轴承连接在热滚压筒外壳内，热滚压筒中心轴另一端通过大轴承连接在热滚压筒外壳内，热滚压筒中心轴中部粘贴有恒温加热片，使用方法利用激光预热及打印后热滚压打印表面在一定程度上满足了提升层内各项性能的同时，有效提升了打印件的打印密度及层间界面性能。

技术领域

本发明涉及材料挤出成形的3D打印技术领域，具体涉及一种用于材料挤出成形的多功能3D打印头及其使用方法。

背景技术

3D打印技术是指打印头在程序控制下，按照当前层的截面信息进行材料填充制造，然后再通过层层累加快速制造出所需零件，由于其可制造任意复杂零件以及拥有较好的打印自由度，在工业生产及日常生活中越来越具有实际应用价值。

可挤出成形材料的3D打印作为3D打印领域的一个重要分支，目前越来越受到国内外学者的重视，因其具备可制备材料范围广、部分材料可回收再制造的节能性、部分轻质量高强度的材料特点，而被广泛应用于包括航空航天、国防军事、医疗行业、工业现场及机器人、服务业等多个领域。目前，为了提高可挤出成形材料的3D打印，国内外就打印材料本身进行了多方面的性能改进，除过对于新材料的不断发掘和更新，更是利用短纤维、连续纤维等多种强化材料通过复合材料的3D打印来实现打印件在各个方向上的强度提升，至此，按规划路径打印后的材料每单层内各项力学指标都有了极大的提升。

但是依然存在以下问题：

一、层间力学性能较差是制约该领域3D打印发展的一个关键问题，虽然无论是通过短纤维预浸渍还是连续纤维增强，都只是在明显提升着单层的打印强度，而对于层间的力学性能提升依旧微乎其微，因此在较长的打印时长下，进行层间性能的提升尤为重要。

二、3D打印喷头本身对成形表面压力比较小，严重影响制件的体积密度和介-微-纳三重界面性能，因此提高制件的体积密度与多重界面性能，保证3D打印材料挤出成形制件的使用性能是另外一个必须克服的难题。

发明内容

为了克服以上技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种用于材料挤出成形的多功能3D打印头及其使用方法，可以更好的将可挤出成形材料在打印过程中的层间力学性能进行提升。

为了达到上述目的，本发明采用如下的技术方案：

一种用于材料挤出成形的多功能3D打印头，包括连接在固定件2上的3D打印送料喷头1，和3D打印送料喷头1的喷嘴101进行配合打印的激光器3固定在固定件2上，和3D打印送料喷头1的喷嘴101进行配合打印的热滚压筒5通过连接件4固定在固定件2上；

所述的热滚压筒5包括热滚压筒中心轴501，热滚压筒中心轴501一端通过两个小轴承503连接在热滚压筒外壳504内，热滚压筒中心轴501另一端通过大轴承507连接在热滚压筒外壳504内，热滚压筒中心轴501中部粘贴有恒温加热片505，恒温加热片505通过恒温加热片导线506穿过热滚压筒中心轴501上的两个小孔外接电源，热滚压筒中心轴501的端头设有热滚压筒固定孔502。

所述的一种用于材料挤出成形的多功能3D打印头的使用方法，包括下列步骤：

1)将3D打印送料喷头1、激光器3连接在固定件2上，将热滚压筒5通过连接件4连接在固定件2上；

2)将固定件2安装到3D打印机上，并在3D打印送料喷头1中填装入可挤压成形的打印材料，对3D打印送料喷头1内的加热装置及传感器、激光器3、热滚压筒5中的恒温加热片505提供相应电源；